劉 林,雷冬梅※,冉玉菊,張 淵,2
(1.云南財經(jīng)大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,昆明 650221;2.昭通學(xué)院地理科學(xué)與旅游學(xué)院,昭通 657000)
土地是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)載體,在各種土地利用類型中,生態(tài)用地發(fā)揮著保護地區(qū)生態(tài)安全、維護區(qū)域生態(tài)平衡的作用,并提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[1-4]。生態(tài)用地提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是人類生存發(fā)展的保障[5]。自推進城鎮(zhèn)化建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展以來,大量生態(tài)用地被占用、開發(fā)、破壞,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境不斷惡化、生態(tài)安全問題凸顯,使得生態(tài)系統(tǒng)面臨嚴(yán)峻威脅[1-2,6-7]。關(guān)鍵性生態(tài)用地是保護生態(tài)環(huán)境、維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能良性循環(huán),為社會提供必需生態(tài)空間的底線型生態(tài)用地[1-3],對維護區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定不可或缺。與非關(guān)鍵性生態(tài)用地相比,關(guān)鍵性生態(tài)用地在水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護等主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能方面發(fā)揮極其重要的作用[1-2,4,6]。因此,識別與確定提供區(qū)域主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的關(guān)鍵性生態(tài)用地,對合理利用和規(guī)劃生態(tài)用地、維護區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
現(xiàn)有研究對生態(tài)用地?zé)o統(tǒng)一界定,國外學(xué)者主要從土地生態(tài)價值角度進行生態(tài)用地的界定[8-12],國內(nèi)學(xué)者主要從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能角度對生態(tài)用地進行概念界定[1,13-14]。
目前,生態(tài)用地研究主要集中在生態(tài)用地類型劃分及功能區(qū)劃[6,14],生態(tài)用地時空演變規(guī)律及區(qū)域環(huán)境效應(yīng)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值變化等方面[15-17]。而生態(tài)用地識別研究主要聚焦于識別方法的探討、重要等級的劃分[3-4,18-19],但對關(guān)鍵性生態(tài)用地的識別與范圍劃定研究較少[1-2],且已有的研究中研究對象多為某單一生態(tài)系統(tǒng)或城市群[2,4,6],研究區(qū)域主要集中于平原地區(qū)[1-2,4,16],涉及高原湖濱區(qū)域的生態(tài)用地識別研究極為薄弱。區(qū)域關(guān)鍵性生態(tài)用地識別,要根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與自然地貌的連續(xù)性[1-4],統(tǒng)籌考慮土地利用現(xiàn)狀進行科學(xué)界定。而高原湖濱區(qū)域生態(tài)用地識別與保護問題非常突出,選取生態(tài)脆弱高原湖濱區(qū)域滇池流域為研究區(qū)開展關(guān)鍵性生態(tài)用地識別研究具有典型性。
作為典型的高原湖濱區(qū)域,滇池流域地處長江、珠江和紅河三大水系分水嶺地帶,生態(tài)環(huán)境極為脆弱,水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護、水土保持及景觀休閑是該區(qū)最主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型[20],生態(tài)用地對流域生態(tài)穩(wěn)定起著重要作用。但隨著城鎮(zhèn)化的不斷加速,滇池流域生態(tài)用地受到嚴(yán)重的侵占和破壞,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能下降,為平衡城鎮(zhèn)化發(fā)展與生態(tài)保護,急需識別對維護流域生態(tài)安全具有重要意義的關(guān)鍵性生態(tài)用地。本研究以滇池流域為例,基于 ArcGIS10.2,采用最小累積阻力模型(MCR),基于研究區(qū)重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及土地利用現(xiàn)狀,識別流域關(guān)鍵性生態(tài)用地,以期為高原湖濱區(qū)域生態(tài)用地規(guī)劃利用方面提供科學(xué)、有效的指導(dǎo),為區(qū)域生態(tài)空間優(yōu)化提供參考依據(jù)。
滇池流域位于 102°30'-103°02'E,24°28'—25°23'N,居云貴高原中部,屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤性氣候,年溫度為15 ℃,年平均降雨量935 mm,是典型的高原流域。滇池流域處于昆明市域內(nèi),面積約2 900 km2,約占市域14%,主要包括昆明市五華區(qū)、盤龍區(qū)、西山區(qū)、官渡區(qū)、呈貢區(qū)、晉寧區(qū)、嵩明縣等行政區(qū)(圖1),整個流域的經(jīng)濟發(fā)展與昆明主城甚至整個昆明市的經(jīng)濟發(fā)展聯(lián)系密切[20]。近十年來,昆明市城鎮(zhèn)化率從 64%提高到 73%,城市化進程不斷加速。作為云南省城鎮(zhèn)化水平最高的區(qū)域,滇池流域著重強調(diào)生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展平衡;維持良好的生態(tài)環(huán)境,保護關(guān)鍵性生態(tài)用地成為滇池流域城鎮(zhèn)化背景下的重要命題。
本研究所需數(shù)據(jù)源主要包括Landsat 8 OLI_TIRS 衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)(2019年)、航空影像圖(2019年)、DEM(30 m×30 m)、坡度等空間數(shù)據(jù)。首先,應(yīng)用ENVI5.3 對影像圖進行幾何校正、裁剪以及監(jiān)督分類,從而獲取研究區(qū)土地利用類型圖,其Kappa指數(shù)為0.89;其次,通過ArcGIS10.2對已有的土地利用類型圖進行矢量轉(zhuǎn)化,并利用航空影像圖進行校核,進而獲取研究區(qū)2019年矢量格式的土地利用空間分布信息。本研究中柵格大小均為30 m,所有圖層數(shù)據(jù)投影均為Transverse_Mercator,投影坐標(biāo)系WGS_1984_UTM_Zone_48N。土地利用分類參照《土地利用現(xiàn)狀分類(GB/ T21010- 2017)》,結(jié)合研究區(qū)實際情況,將研究區(qū)劃分為林地、草地、水域、農(nóng)用地、其他用地和建設(shè)用地 6類,從而建立研究區(qū)土地利用信息數(shù)據(jù)庫。
首先,基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)涵與滇池流域特征,選取水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護、水土保持以及景觀休閑等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,通過定性賦值,開展生態(tài)用地重要性單因子評價;其次,對各單因子分析結(jié)果進行綜合疊加,得到生態(tài)用地重要性綜合評價結(jié)果;最后,以重要性綜合評價結(jié)果中面積大于10 km2的極重要等級生態(tài)用地作為“源”,以土地利用類型構(gòu)建阻力面,基于最小累積阻力模型識別出研究區(qū)關(guān)鍵性生態(tài)用地。
2.1.1 單因子評價
滇池流域是典型的高原湖濱區(qū),以滇池為主的大面積蓄水區(qū)域發(fā)揮涵養(yǎng)水源、維持水環(huán)境穩(wěn)定的作用,同時以西山為代表的自然保護區(qū)等擁有豐富的林種,為生物生存與活動提供了棲息場所,也在水土流失、滑坡防治等方面起著重要作用,同時滇池流域也發(fā)揮著游憩休閑的作用[18]。因此,參考相關(guān)研究并結(jié)合流域特征[13,21-23],從水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護、水土保持以及景觀休閑等 4個方面分別構(gòu)建指標(biāo)進行生態(tài)用地重要性單因子評價,形成的評價指標(biāo)及分級標(biāo)準(zhǔn)如表1所示,劃分成極重要、很重要、重要、一般重要和非重要 5級,分別賦值 10、8、5、3、1 等[2-4]。
1)水源涵養(yǎng)重要性
水源涵養(yǎng)功能有利于流域內(nèi)水循環(huán)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)交相呼應(yīng),促進生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定,保有流域水資源儲蓄量[24-25]。選擇距水源距離、土地覆蓋類型、DEM對研究區(qū)生態(tài)用地水源涵養(yǎng)重要性進行綜合評價。其中,距水源距離指標(biāo),基于滇池流域水域分布狀況,通過ArcGIS10.2中多環(huán)緩沖區(qū)工具獲得;土地覆蓋類型指標(biāo),對2019年土地利用類型圖進行賦值并劃分重要等級[4];DEM 指標(biāo),通過標(biāo)準(zhǔn)差法進行等級劃分并賦值。根據(jù)相關(guān)研究[2-4,6],通過自然間斷點分級法,獲取3個指標(biāo)的劃分準(zhǔn)則,結(jié)果見表1。對選取的3個指標(biāo)因子進行疊加分析時,取其最高值[2],計算公式如下:
表1 生態(tài)功能重要性評價指標(biāo)及分級標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation factors and classification criterion of different ecosystem function importance
式中W為水源涵養(yǎng)指數(shù);W1為距水源距離,m;W2為土地覆蓋類型;W3為DEM,m。
2)生物多樣性保護重要性
生物多樣性保護功能在物種的數(shù)量、種類以及各子系統(tǒng)穩(wěn)定方面發(fā)揮重要作用[24-25]。選取生境敏感性、植被覆蓋度、人類活動影響強度進行生態(tài)用地生物多樣性保護重要性評價。
生境敏感性指標(biāo),參考相關(guān)文獻[1,4],計算公式如下:
式中B1為生境敏感性;l為土地利用類型;P為生物多樣性服務(wù)當(dāng)量;m為修正值,其中有林地、疏林地修正值為 1.75,自然景觀區(qū)、綜合公園、專業(yè)公園修正值為1.5,人工景觀區(qū)修正值為1.25,其余為1[1-2]。
植被覆蓋度指標(biāo),以滇池流域 NDVI值作為評價指標(biāo),通過ArcGIS10.2中地圖代數(shù)工具進行計算。計算公式如下:
式中B2為植被NDVI值,Bandn為n波段的遙感影像圖,Bandn-1為n-1波段的遙感影像圖,借助自然間斷點分級法將NDVI值劃分為5類,本研究選取波段4與波段5進行計算。
人類活動影響強度指標(biāo),根據(jù)人類活動對生態(tài)用地擴張的影響大小計算。
根據(jù)表1,對劃分結(jié)果進行幾何平均疊加[4],生物多樣性保護指數(shù)計算公式如下:
式中B為生物多樣性保護指數(shù);B3為人類活動影響強度。
3)水土保持重要性
水土保持功能通過自身結(jié)構(gòu)弱化外力對土壤的侵蝕破壞以及維護土壤保水能力[24-25]。選取坡度、地表植被根系的水土作用、地形位等級對生態(tài)用地水土保持重要性進行評價。坡度指標(biāo),借助 ArcGIS10.2,采用標(biāo)準(zhǔn)差分類法將坡度進行重分類并賦值;地表植被根系的水土作用指標(biāo),表示植被根系對植物生長、吸收和保持水分養(yǎng)分具有重要作用[26],依據(jù)地表植被水土保持功能大小進行重要性劃分[4];地形位等級指標(biāo),表示地形對區(qū)域的水土保持具有的作用[27],計算式如下:
式中L3代表研究區(qū)內(nèi)某一空間單元的地形位等級指數(shù),E和分別代表此空間單位的高程值和整個區(qū)域的高程均值,m;S和分別此空間單位的坡度值和整個區(qū)域的坡度均值,(°)。
將3個指標(biāo)進行加權(quán)疊加(權(quán)重分別為0.3、0.4、0.3)[14,27],計算式如下:
式中L為水土保持指數(shù);L1為坡度(°);L2為地表植被根系的水土作用;L3為地形位等級。
4)景觀休閑重要性
景觀休閑功能是指生態(tài)系統(tǒng)的休憩、觀賞作用[25]。選取自然游憩休閑適宜性進行景觀休閑重要性評價。自然游憩休閑適宜性指數(shù)計算式如下:
式中J為自然游憩適宜性指數(shù);l為土地利用類型;M為娛樂文化服務(wù)當(dāng)量;n為修正值,其中公園修正值為1.75,自然、人工景觀區(qū)修正值為1.5,有林地、疏林地修正值為1.25,其余為1[1-2]。
2.1.2 綜合評價
已有研究多采用加權(quán)疊加或綜合取高進行指標(biāo)疊加計算[1,3,6],此方法存在指標(biāo)疊加結(jié)果客觀性不足、忽略較低生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能疊加效應(yīng)等問題[4]。本研究采用“累計修正求和法”進行生態(tài)用地重要性綜合評價分析[4],可較好解決此問題,公式如下:
式中X、W、B、L、J分別代表生態(tài)用地綜合評價指數(shù)、水源涵養(yǎng)單因子指數(shù)、生物多樣性保護單因子指數(shù)、水土保持單因子指數(shù)、景觀休閑單因子指數(shù);如表2所示,按照累計修正求和法將生態(tài)用地單因子評價結(jié)果圖進行疊加,將疊加結(jié)果按照劃分標(biāo)準(zhǔn)劃分成極重要、很重要、重要、一般重要、和非重要5級,分別賦值10、8、5、3、1等[2,4],從而獲取滇池流域生態(tài)用地重要性綜合評價結(jié)果。
表2 生態(tài)用地綜合評價標(biāo)準(zhǔn)Table2 Classification criterion of comprehensive assessment of ecological land
MCR模型是一種有效的估算物種從“源”到目的地的移動過程中所需能量、物質(zhì)、時間等所消耗代價的研究方法[28]。本研究中,以“源”(即面積大于10 km2的“極重要等級”生態(tài)用地)擴張面臨的阻力值代表其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提供能力,阻力值越大表明該生態(tài)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能越弱,對整個流域的生態(tài)穩(wěn)定的貢獻就越小,反之亦然。因此,根據(jù)MCR模型確定的最小累積阻力值低的生態(tài)用地發(fā)揮著極其重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,該生態(tài)用地即為關(guān)鍵性生態(tài)用地。本研究將對獲取的最小累積阻力值進行劃分,與 GIS相結(jié)合[28-29],從而識別出關(guān)鍵性生態(tài)用地。MCR模型計算公式如下:
式中MCR指最小累積阻力值,Dij指生態(tài)用地從源i到j(luò)的空間距離,Ri表示源i對生態(tài)用地空間擴張的阻力系數(shù),∫表示最小累積阻力與生態(tài)過程的正相關(guān)關(guān)系。該模型可通過ArcGIS 10.2軟件的COST-DISTANCE模塊實現(xiàn)。
1)“源”的確定
“源”是起點,具有同質(zhì)及向外擴張或吸引外部的能力,是維護生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和景觀格局完整性的重要區(qū)域,是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能不被破壞的基本保障。研究區(qū)具有較高的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值,而發(fā)揮這些功能的生態(tài)用地不僅僅是水域和林地,還有其他的生態(tài)用地,因此本研究綜合考慮研究區(qū)主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,基于生態(tài)用地重要性綜合評價結(jié)果,提取面積大于10 km2的極重要等級生態(tài)用的范圍為“源”。
2)“阻力面”的構(gòu)建
“源”地擴張的阻力面構(gòu)建,本質(zhì)上是物種水平空間運動的生態(tài)過程以及生態(tài)功能的流動與傳遞,主要受土地覆被狀態(tài)和人為干擾程度的影響[2,4]。基于此,本研究以土地利用類型為阻力因子,構(gòu)建研究區(qū)關(guān)鍵性生態(tài)用地識別“阻力面”,阻力值為1~500,值越大代表阻力越大,“源”的擴張成本也越大;不同的土地利用類型,如林地、草地、農(nóng)用地、水域、其他用地及建設(shè)用地,分別賦予1、15、40、50、300及500的阻力值[2,4,30-31]。
根據(jù)構(gòu)建的基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的生態(tài)用地重要性評價指標(biāo)體系及劃分標(biāo)準(zhǔn),對研究區(qū)生態(tài)用地重要性進行單因子評價和綜合評價,評價結(jié)果見表3、圖2。從表3可以看出,本研究選取林地、草地、農(nóng)用地、水域及其他用地為生態(tài)用地,總面積為2 267.55 km2,約占整個研究區(qū)總面積77.66%。
表3 滇池流域生態(tài)用地單因子評價結(jié)果Table 3 Single factor evaluation results of different ecological land in Dianchi watershed
基于水源涵養(yǎng)的單因子評價結(jié)果表明(圖2a),極重要水源涵養(yǎng)生態(tài)用地面積1 450.13 km2,占研究區(qū)總面積49.66%,主要以大面積水域、林地為中心,呈現(xiàn)連片趨勢,重要性向四周逐漸減弱,面積大小也隨著重要性的降低而減??;涵蓋滇池、松華水庫等水域,三尖山、小灣山等林地,空間上呈現(xiàn)大面積連片,能發(fā)揮良好的涵養(yǎng)水源的作用。
基于生物多樣性保護的單因子評價結(jié)果表明(圖2b),極重要生物多樣性保護生態(tài)用地面積227.36 km2,占研究區(qū)總面積7.79%,包括水域、林地等,如滇池、八家村水庫、壩口山、大凹山至小背籮箐頭等區(qū)域。各重要性等級的生態(tài)用地面積較為平均,且較為均勻的分散于整個研究區(qū),人類活動強度影響著生態(tài)用地重要性等級,如活動強度較大的農(nóng)用設(shè)施用地等區(qū)域重要性等級低,多為非重要等級與一般重要等級,人類活動較少區(qū)域的生物多樣性保護功能較為完善,即極重要等級生態(tài)用地,發(fā)揮著保護生物、維護生態(tài)穩(wěn)定的作用。
基于水土保持的單因子評價結(jié)果表明(圖2c),極重要水土保持生態(tài)用地面積546.14 km2,占研究區(qū)總面積18.70%,主要位于研究區(qū)北部嵩明縣滇源鎮(zhèn)、阿子營街道的林地,包括五龍山、石鼓山、法界寺森林公園等,呈貢區(qū)、官渡區(qū)以及晉寧區(qū)的中部。這些區(qū)域呈不規(guī)則條帶狀,分布于整個研究區(qū),整體上呈現(xiàn)小面積集聚,無大面積成片特征。
基于景觀休閑的單因子評價結(jié)果表明(圖2d),極重要景觀休閑生態(tài)用地面積37.61 km2,僅占研究區(qū)總面積1.29%,主要分布于交通與水域通達、城鎮(zhèn)邊緣的區(qū)域,如滇池邊緣、城市中心區(qū)邊緣等,這些區(qū)域的特點為以小面積斑塊集聚,各斑塊之間相互獨立,依附水域、遠(yuǎn)離城市經(jīng)濟中心,發(fā)揮著景觀與休閑功能。
將各單因子評價結(jié)果疊加分析,得到生態(tài)用地重要性綜合評價結(jié)果(圖2e)。極重要生態(tài)用地面積1 238.36 km2,占流域總面積42.41%,地類多為林地、水域,主要分布在研究區(qū)北部、西南部和南部,包括滇池、松華水庫、西山保護區(qū)等區(qū)域;很重要生態(tài)用地面積231.69 km2,占流域總面積的7.93%;重要生態(tài)用地面積315.86 km2,占比10.82%,主要分布于整個流域南部與東南部,如晉寧區(qū)與呈貢區(qū)中部,零散分布,斑塊面積較??;一般重要生態(tài)用地面積286.24 km2,占比9.80%,零散分布于整個研究區(qū);非重要生態(tài)用地面積195.39 km2,占滇池流域6.69%,集中分布于北部,一般重要與非重要綜合生態(tài)用地緊密相鄰。
3.2.1 “源”分析
基于研究區(qū)生態(tài)用地重要性綜合評價結(jié)果,提取面積大于10 km2的極重要等級生態(tài)用地的范圍為“源”(圖3a),面積約為 984.40 km2,占流域生態(tài)用地面積43.41%,占流域總面積33.71%。主要包括滇池、松華水庫等大面積水域,晉寧區(qū)內(nèi)的砌石磨山至石官坡埡口、蘇家大山至偏頭山等,盤龍區(qū)金剛山、莽梁山等區(qū)域。這些區(qū)域?qū)ρ芯繀^(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮具有最重要的作用,能滿足較高的生態(tài)需求。
3.2.2 “阻力面”分析
借助ArcGIS10.2軟件,通過對研究區(qū)遙感影像圖解譯,獲取研究區(qū)2019年土地利用類型圖(圖3b),基于此構(gòu)建研究區(qū)“阻力面”(圖3c)。高、中與低阻力區(qū)面積分別為769.12、960.06、1 190.82 km2。高阻力區(qū)主要分布于研究區(qū)中西部,是昆明市市中心所在地,經(jīng)濟發(fā)展與人類活動強度較高的區(qū)域。高阻力區(qū)在“源”地的擴張過程起著明顯的阻礙作用,中阻力區(qū)是高、低兩阻力區(qū)的緩沖地區(qū),低阻力區(qū)對生態(tài)“源”地的擴張阻力較小,為遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)等人類活動強度大的區(qū)域。
3.2.3 關(guān)鍵性生態(tài)用地分析
基于MCR模型,根據(jù)上述分析獲得的“源”與“阻力面”,識別出研究區(qū)關(guān)鍵性生態(tài)用地(圖3d)。關(guān)鍵性生態(tài)用地面積為1 216.30 km2,占流域總面積41.65%,主要分布于流域北部、中西部及東部邊界,空間上呈現(xiàn)大型斑塊為主,小型斑塊分布于各大型斑塊中的特征;主要包括滇池、大石頭水庫、松華水庫、天生壩水庫等大面積水域,棋盤山、金殿、龍川橋及東大等森林公園。關(guān)鍵性生態(tài)用地中面積最大的是林地與水域,其次為農(nóng)用地、草地和其他用地;其中林地斑塊面積為774.53 km2,占研究區(qū)總面積26.52%,水域斑塊面積為306.39 km2,占研究區(qū)總面積10.49%;農(nóng)用地、草地和其他用地斑塊面積分別為68.74、44.79、21.85 km2,分別占流域總面積2.35%、1.53%、0.75%,因此需重點保護林地及水域,例如滇池、棋盤山森林公園、長蟲山、西山等。關(guān)鍵性生態(tài)用地具有明顯的涵養(yǎng)水源、預(yù)防水土流失、保護生物多樣性,發(fā)揮景觀休閑等作用,是維護流域生態(tài)平衡、生態(tài)安全最重要的區(qū)域,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能穩(wěn)定中發(fā)揮不可或缺的作用。嚴(yán)禁任何的建設(shè)活動,不得肆意破壞,必須嚴(yán)加保護;對于城區(qū)內(nèi)的關(guān)鍵性生態(tài)用地要緊密結(jié)合現(xiàn)有的公園及景區(qū)等,構(gòu)建城市綠色生態(tài)網(wǎng)絡(luò),達到保護與利用相結(jié)合,從而保證研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的穩(wěn)定。
國內(nèi)外對生態(tài)用地識別的研究,針對不同尺度、不同地域的研究區(qū),采用的方法不同,適用性也不同。本研究中,基于流域尺度,采用MCR模型對滇池流域關(guān)鍵性生態(tài)用地進行識別研究,發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵性生態(tài)用地涵蓋了大面積水域、林地等土地利用類型,發(fā)揮著重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,能夠有效反映研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的基本特征,表明MCR模型具有較強的適用性。這與謝花林等研究結(jié)果相類似[1-4]。在構(gòu)建 MCR模型時,綜合考慮滇池流域主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,選取生態(tài)用地重要性綜合評價結(jié)果中面積大于10 km2的極重要等級生態(tài)用地為“源”,減少了因僅考慮面積大小,直接選取大面積水域、自然保護區(qū)而忽略其他具有重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的生態(tài)用地造成的誤差[3-4]。因此,MCR方法在聚焦生態(tài)用地自身生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能基礎(chǔ)上,也可關(guān)注各用地之間生態(tài)過程的內(nèi)在聯(lián)系,并具有數(shù)據(jù)獲取容易、運算便捷、結(jié)果直觀及實用性較強等特點[19]。
本研究基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能識別出滇池流域的關(guān)鍵性生態(tài)用地,明確了關(guān)鍵性生態(tài)用地是維護區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的最關(guān)鍵、最高效、不可替代的土地單元[1,4,6],為研究區(qū)生態(tài)用地的保護和合理利用提供了依據(jù)。將關(guān)鍵性生態(tài)用地與生態(tài)用地重要性綜合評價結(jié)果進行空間疊加,發(fā)現(xiàn)極重要等級生態(tài)用地83.19%在關(guān)鍵性生態(tài)用地范圍內(nèi),而很重要等級生態(tài)用地則不在此范圍內(nèi),主要原因是采用MCR模型時,僅提取面積大于10 km2的極重要等級生態(tài)用地為“源”地。為保護和合理利用生態(tài)用地,由于關(guān)鍵性生態(tài)用地中包含大面積水域和林地,需要建立相應(yīng)的生態(tài)廊道來維持其面積、數(shù)量和質(zhì)量;同時,可通過建設(shè)道路林、綠化帶以及整合濕地公園等方式,增加各大型斑塊之間的聯(lián)系,提高研究區(qū)景觀連通性以及各生態(tài)用地之間的物質(zhì)、能量的流動,從而保障流域生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)定。
本研究實踐證明,以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能為切入點,利用 MCR模型能識別出滇池流域中具有最重要生態(tài)功能的生態(tài)用地,可為快速城鎮(zhèn)化背景下區(qū)域生態(tài)用地空間保護和合理規(guī)劃提供參考依據(jù)。但是,本研究在生態(tài)用地重要性評價方面,基于高原湖濱區(qū)域本身的生態(tài)環(huán)境特點,城鎮(zhèn)化進程中建設(shè)用地需求等方面的考慮,僅選取了水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護、水土保持、景觀休閑等 4個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,今后的研究中可以把更多的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能納入進一步考慮。
1)本研究從水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護、水土保持及景觀休閑 4個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能入手分析得到各單因子的生態(tài)用地,進而獲得滇池流域生態(tài)用地的綜合評價結(jié)果,并分為極重要、很重要、重要、一般重要、非重要 5種。其中,極重要等級生態(tài)用地占比最大,面積1 238.36 km2,占流域總面積42.41%。
2)基于MCR模型,以生態(tài)用地綜合評價結(jié)果中面積大于10 km2的極重要等級生態(tài)用地作為“源”地,以土地利用類型構(gòu)建“阻力面”,識別出滇池流域關(guān)鍵性生態(tài)用地。關(guān)鍵性生態(tài)用地面積為1 216.30 km2,占流域總面積41.65%,地類包括林地、水域、草地、農(nóng)用地及其他用地,面積分別占研究區(qū)總面積的26.52%、10.49%、1.53%、2.35%、0.75%。主要分布于滇池流域北部、中西部及東部邊界,是維持流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能穩(wěn)定的底線型生態(tài)用地。